生物进化论是由哪位科学家提出的?
达尔文的《物种起源》
高手解释能量守恒和转化定律,细胞学说,生物进化论
能量守恒和转化定律:能量在量方面的变化,遵循自然界最普遍、最基本的规律,即能量守恒定律。能量守恒定律指出:“自然界的一切物质都具有能量,能量既不能创造也不能消灭,而只能从一种形式转换成另一种形式,从一个物体传递到另一个物体,在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变”。能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。例如,煤燃烧后放出热量,可以用来取暖;可以用来生产蒸汽,推动蒸汽机转换为机械能,推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或热能等。又如太阳能,可以通过聚热气加热水,也可以产生蒸汽用以发电;还可以通过太阳能电池直接将太阳能转换为电能。当然,这些转换都遵循能量守恒定律。细胞学说:细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说,主要内容有:① 细胞是有机体, 一切动植物都是由单细胞发育而来, 即生物是由细胞和细胞的产物所组成;② 所有细胞在结构和组成上基本相似;③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。生物进化论:生物进化论,简称进化论,是生物学最基本的理论之一。进化(Evolution),是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展,物种淘汰和物种产生过程。地球上原来无生命,大约在30多亿年前,在一定的条件下,形成了原始生命,其后,生物不断的进化,直至今天世界上存在着170多万个物种。生物进化论最早是由查尔斯·罗伯特·达尔文提出的,在其名著《物种起源》有详细的论述。一、达尔文之前生物进化论,甚至可以说整个生物科学,开始于1859年11月24日。在那一天,在经过二十年小心谨慎的准备之后,达尔文出版了《物种起源》。第一版印了一千二百五十本,在一天之内销售一空。一门崭新的学科从此诞生了!但是,一门新的学科不会从天而降。在1859年,科学界已经有了大量的进化证据,做好了准备迎接进化论的诞生。这时候的进化证据归纳起来有动植物培养、化石记录、解剖比较、退化器官、胚胎发育和生物地理分布这几类。动物家养和植物栽培已经有了几千年的历史,人们由此已经知道同一物种往往有着差别极大的形态。这些形态是可以被改变的,通过精心的选择,可以得到新的品种。这种经由达尔文所谓的“人工选择”而获得的品种,其彼此之间的差别,有时比野外物种之间的差别还要大。如果我们在野外见到狼狗和哈巴狗的话,完全可能把它们当成象狼和狐狸那样两个截然不同的物种。动植物培养提供了“生物是可变的”感性而直观的材料。那时候,科学界早已知道化石乃是生物体的遗迹,而且,许多从前的物种现在已经不存在、灭绝了,也就是说,生物界的组成并不是从古到今一成不变的。许多种类在化石记录中显示了随着地理时间的推移而逐渐发生变化的趋势,有时在两个类群之间还可以发现处于过渡形态的化石。各个主要生物类群在化石记录中并不是同时出现的,而是有先有后,很有顺序,而且这个顺序与从现存生物的比较得到的顺序相符。比如,从形态结构(例如心脏结构)和生理特点(例如呼吸系统)的比较,我们可以推测脊椎动物从“低级”到“高级”的顺序是鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类,而在化石记录中,我们也发现鱼类化石的确先在较早的地层开始出现,其次是两栖类、爬行类,而以哺乳类化石出现得最晚。化石记录所展示的从“低级”到“高级”的顺序,是生物进化的一个有力证据。早在十六世纪,就有科学家发现人和鸟虽然外表很不相同,骨骼组成和排列却非常相似。到了十九世纪,研究不同生物种类的形态结构的比较解剖学已相当发达,各生物种类在内部结构的同源性也越来越明显。正如达尔文所指出的:用于抓握的人手,用于挖掘的鼹鼠前肢,用于奔跑的马腿,用于游泳的海豚鳍状肢和用于飞翔的蝙蝠的翼手,它们的外形是如此的迥异,功能是如此的不同,但是剔除皮毛、肌肉之后,呈现在我们眼前的骨架却又是如此相似!对此最合理的解释就是它们都是从同一祖先进化而来的,因为适应环境具有了不同的功能和不同的外形,但是骨子里却没能变多少。如果它们是被分别创造出来的,根本没必要让有不同功能和不同外形的器官有着相似的构造,因为这样的构造设计,就其功能和外形而言,有时显得不是那么合理。如果让一个工程师来设计这些前肢,他完全可以去除一些对其它物种必需,对这个物种却是个累赘、退化得只剩一点痕迹的骨头.而且,比较解剖学使我们认识到许多生物体都有一些退化了的器官,它们是生物进化的令人信服的证据。比如鲸,它的后肢已经消失了,但它的后肢骨并没有消失,我们还可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇类中,我们也可以找到盆骨和股骨的残余。这使我们相信,鲸是由陆地四足动物进化来的,蛇是由蜥蜴进化来的。我们人类,已完全退化了的器官也不少,尾骨、转耳肌、阑尾、瞬膜(第三眼睑)等等都是完全退化、不起作用的器官,它们除了让我们记住我们的祖先曾经象猴一样有尾巴,象兔子一样转动耳朵,象草食动物一样有发达的盲肠,象青蛙一样眨眼睛,还能有别的什么合理解释吗?早在十八世纪,动物学家就已经发现,在动物胚胎发育的过程中,会经过一系列与较低等的动物很相似的时期。比如说人,在胚胎发育的早期出现了鳃裂,不仅外形象鱼,而且内脏也象鱼:有动脉弓,心脏只有两腔等等。对这个现象的唯一合理的解释,就是人是由鱼进化来的,祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。事实上,爬行类、鸟类和哺乳类在胚胎发育的早期都跟鱼类相似,而且有些时期几乎不可能区别开来,这是所有的脊椎动物都有共同祖先的一个证据。自从十六世纪以来,随着西方航海业的发达,特别是美洲和澳洲的发现,博物学家们见识到无数新奇的物种。许多的物种,甚至整个属、科、目,只在某个地理区域被发现。当博物学家在澳洲和南美见到袋鼠、袋狼、袋熊、袋鼬、袋貂、袋獾等等闻所未闻的动物,就不免奇怪为什么上帝只在这里创造出有袋类哺乳动物。这并非那里的环境是为有袋类而设的,因为当移民们给这些地方带去高等哺乳动物后,许多有袋类因为竞争不过高等哺乳类而数量锐减甚至灭绝了。显然更合理的解释是,由于这些地区与别的大陆隔绝,而有了独特的进化途径。即使是一个群岛,也往往有在别的地方找不到的特有物种。做为神学院的毕业生的达尔文最初对神创论产生了怀疑,就是因为在加拉帕格斯群岛见到了那些岛与岛之间都不同种的巨龟,见到了在别的地方都找不到的多达十三种的“达尔文雀”,而不由得发生疑问:为什么上帝要在这个小小的角落炫耀他的创造才能,专门为这里创造出如此多的“只此一家,别无分店”的特有物种?合理的解释是,这些物种的祖先都是从别的地方来的,几万年几十万年后发生了变化,从而产生了形形色色的特有物种。总之,在达尔文之前,生物进化已是铁证如山了,一些敢于冲破宗教信仰的束缚的科学家也开始正视这个事实。早在十八世纪中叶,法国博物学家布封就已认为生物物种是可变的,并大胆地推测所有的动物都来自同一种祖先。他并且认为地球的年龄要比《圣经》所记载的几千年要古老得多,并把生物物种的变化和地球环境的变化联系起来。但是在社会的压力下,布封被迫宣布放弃这些离经叛道的观点,因此未能产生什么影响。比布封稍后的另一位法国博物学家拉马克则要固执得多,影响也要大得多。他是第一个系统地研究生物进化的人。他对生物进化的理解,跟现在并不相同。在他看来,生物界是一个从最简单、最原始的微生物按次序上升到最复杂、最高等的人类的阶梯,而所谓生物进化,就是从非生物自然产生微生物,微生物进化成低等生物,低等生物进化成高等生物,直到进化成人的过程。他认为,这个进化过程是不断在重复,至今仍在进行着的。也就是说,在今天,聪明的猩猩仍在尽力进化成人。拉马克也是试图解释进化现象的第一人,他给出了第一个进化的理论。这个理论主要有两点:第一,生物体本身有着越变越复杂、向更高级形态进化的内在欲望;第二,生活环境能够改变生物体的形态结构,而后天获得的性状能够遗传,简言之,“用进废退”。在著名的长颈鹿例子中,拉马克是这么解释长颈鹿的长颈由来的:长颈鹿的祖先经常伸长了脖子去吃树高处的叶子,脖子受到了锻炼,变长了,而这一点可以遗传,因此其后代就要比父母的脖子长一些,一代又一代,脖子就越来越长。拉马克的这套理论,并不能说服当时的科学家接受进化论。这固然有宗教的原因,但也有科学上的怀疑。比如,拉马克的进化论认为非生物能自然产生微生物,但是当时虽然巴斯德还未做否定自然发生论的著名实验,科学界却已普遍认为有足够的证据表明自然发生论是不正确的。因此拉马克虽然影响很大,却是往往被当做反面教材来嘲笑和批驳。生物学界迫切需要有一个象牛顿一样的科学巨人,能够无可置疑地证明生物进化的事实,并且给出合理的解释。这个巨人,就是达尔文。二、达尔文历史选择了达尔文做为生物科学的创始人,似乎纯属偶然。1809年2月12日出生于富裕的医生家庭的查尔斯·达尔文,在青少年时代是个游手好闲的纨绔子弟,而不象是肩负历史使命的天才。他的父亲有一次指责他说:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱。”固然,这时候他很热衷于收集矿石和昆虫标本,但这是在男孩子当中很普遍的一种爱好,并没有什么特殊之处,虽然我们现在可以认为他未来的科学研究乃是儿时兴趣的延续。1825年秋,老达尔文准备让儿子继承自己的衣钵,把他送进了爱丁堡医学院。可惜,小达尔文对医学毫无兴趣,更要命的是,他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。两年之后,只好从医学院退学了。医生是当不成了,当牧师也是个体面的职业,达尔文听从父命,进了剑桥学神学。虽然他对神学也没有什么兴趣,花在打猎和收集甲虫标本上的时间恐怕比花在学业上的要多得多,却也终于在1831年毕业,准备当个乡间牧师了此残生。达尔文在晚年回顾他的一生时,认为他的所有这些所谓高等教育完全是一种浪费。他觉得正式的课程枯燥无味,也没能从课堂上学到什么。但是在这些年,他在课余结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了科学训练。他在博物学上的天赋也得到了这些博物学家的赏识。1831年,当植物学家亨斯楼(J. S. Henslow)被要求推荐一名年轻的博物学家参加贝格尔号的环球航行时,他推荐了忘年交达尔文。达尔文的父亲竭力反对儿子参加航行,认为这会推迟儿子在神学职业上的发展。在达尔文的一再恳求下,老达尔文终于作出让步,表示他若能找到一个可敬的人支持他去,他就可以去。达尔文找到了舅舅、他未来的丈人来说服父亲,并侥幸通过了以苛刻著称的费兹洛伊(R. Fitzroy)船长的面试,于1831年底随贝格尔号扬帆起航,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察地质、植物和动物。一路上达尔文做了大量的观察笔记,采集了无数的标本运回英国,为他以后的研究提供了第一手的资料。五年之后,贝格尔号绕地球一圈回到了英国。当达尔文蹋上贝格尔号的时候,他是个言必称《圣经》的神学毕业生、正统的基督教徒,他的虔诚常常被海员们取笑。但是当他返回英格兰时,在他看来《旧约》不过是一部“很显然是虚假的世界史”,其可靠性并不比印度教的圣书高。他完全抛弃了基督教信仰,并逐渐成为不相信上帝存在的怀疑论者或理性主义者,而其出发点,就是对“一切生物都是由上帝创造”的信条的怀疑。在环球航行时,有三组事实使得达尔文无法接受神创论的说教:第一,生物种类的连续性。他在南美洲挖到了一些已灭绝的犰狳的化石,与当地仍存活的犰狳的骨架几乎一样,但是要大得多。在他看来,这可以认为现今的犰狳就是由这种已灭绝的大犰狳进化来的。第二,地方特有物种的存在。当他穿越南美大草原时,他注意到某种鸵鸟逐渐被另一种不同的、然而很相似的鸵鸟所取代。每个地区有着既不同又相似的特有物种,与其说这是上帝分别创造的结果,不如说是相同的祖先在处于地理隔绝状态分别进化的结果。第三,是来自海洋岛屿的证据。他比较了非洲佛得角群岛和南美加拉帕格斯群岛上的生物类群。这两个群岛的地理环境相似,如果生物是上帝创造出来的,在相似的地理环境下应该创造出相似的生物类群才是合理的,但是这两个群岛的生物类群却差别很大。事实上,佛得角群岛的生物类群更接近它附近的非洲大陆,显然,应该认为岛上的生物来自非洲大陆并逐渐发生了变化。这个进化过程在加拉帕格斯群岛上更加明显。达尔文发现,组成这个群岛的各个小岛虽然环境相似,却各有自己独特的海龟、蜥蜴和雀类。没有任何理由认为上帝故意在一个小岛上创造这些独特的物种,更合理地,应该认为这些特有物种都是同一祖先在地理隔绝条件下进化形成的。1837年,在贝格尔号之行结束一年后,达尔文开始秘密地研究进化论。他的第一堆笔记,是家养和自然环境下动植物的变异。他研究了所有可能到手的资料:个人观察和实验、别人的论文、与国内外生物学家的通讯、与园丁和饲养员的对话等等,很快得出结论,家养动植物的变异是人工精心选择造成的。但是自然环境下的变异又是怎么来的呢?他仍然不清楚。一年之后,他在休闲时读了马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为人口的增长必然快于生活资料的增长,因此必然导致贫困和对生活资料的争夺。达尔文突然意识到,马尔萨斯的理论也可以应用于生物界。所有的生物的繁殖速度都是以指数增长的,后代数目相当惊人,但是一个生物群的数目却相对稳定,这说明生物的后代只有少数能够存活,必然存在着争夺资源的生存竞争。达尔文进一步推导:任何物种的个体都各不相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力强的个体能产生较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓“适者生存”,其结果,是使生物物种因适应环境而逐渐发生了变化。达尔文把这个过程称为自然选择。因此,在达尔文看来,长颈鹿的由来,并不是用进废退的结果,而是因为长颈鹿的祖先当中本来就有长脖子的变异,在环境发生变化、食物稀少时,脖子长的因为能够吃到树高处的叶子而有了生存优势,一代又一代选择的结果,使得长脖子的性状在群体中扩散开来,进而产生了长颈鹿这个新的物种。虽然达尔文在读了《人口论》之后就有了灵感,马上就有了自然选择的想法,但是要过了四年,在收集了大量的资料之后,他才开始把这个理论记录下来,并把手稿送给一些朋友征求意见。他太清楚一旦自己的理论发表将会对社会产生怎样的震撼了,而做为一个天性平和的人,这是他想要尽力避免的,因此他留下了一份遗嘱,他有关进化论的手稿只能在他死后发表。但是在1858年夏天,达尔文收到了华莱士的信,迫使他不得不在生前发表自然选择理论。华莱士是一个年轻的生物地理学家,当时正在马来群岛考察。跟达尔文一样,他所观察到的生物的地理分布特点也促使他思考生物进化的问题。那一年的二月,他生了一场间歇热,在病中突然想到了马尔萨斯的《人口论》,并且也因此独立地发现了自然选择理论。他出身贫寒,又极其反对基督教,没有达尔文做为上层社会人士的种种顾虑,因此以一股初生牛犊不怕虎的劲头,用三个晚上就写成了一篇论证自然选择的论文,寄给达尔文征求意见。他并不知道达尔文此时已研究了二十年的进化论,之所以会找上达尔文,完全是由于达尔文在生物地理学学界的崇高地位;而这个地位,在达尔文完成贝格尔号之航后就确立了。当达尔文读了华莱士的论文,见到他自己的理论出现在别人的笔下时,其震惊和沮丧可想而知。他的第一个念头,是压下自己的成果,而让华莱士独享殊荣。但是他的朋友、地理学家赖尔和植物学家虎克都早就读过他有关自然选择的手稿,在他们的建议下,达尔文把自己的手稿压缩成一篇论文,和华莱士的论文同时发表在1859年林耐学会的学报上。这两篇论文并没有引起多大的反响。也是在赖尔和虎克的催促下,达尔文在同一年发表了《物种起源》(篇幅只是他准备多年的手稿的三分之一左右),这才掀起了轩然大波,并征服了科学界。由于《物种起源》的成功,也可能是被达尔文的人格和智慧所折服,虽然华莱士与达尔文同享发现自然选择理论的殊荣,他却总是把荣耀归功于达尔文一人,并把自然选择理论称为“达尔文主义”--这个称呼沿用至今。三、达尔文的三大难题达尔文自己把《物种起源》称为“一部长篇争辩”,它论证了两个问题:第一,物种是可变的,生物是进化的。当时绝大部分读了《物种起源》的生物学家都很快地接受了这个事实,进化论从此取代神创论,成为生物学研究的基石。即使是在当时,有关生物是否进化的辩论,也主要是在生物学家和基督教传道士之间,而不是在生物学界内部进行的。第二,自然选择是生物进化的动力。当时的生物学家对接受这一点犹豫不决,因为自然选择学说在当时存在着三大困难。第一,是缺少过渡型化石。按照自然选择学说,生物进化是一个在环境的选择下,逐渐地发生改变的过程,因此在旧种和新种之间,在旧类和新类之间,应该存在过渡形态,而这只能在化石中寻找。在当时已发现的化石标本中,找不到一具可视为过渡型的。达尔文认为这是由于化石记录不完全,并相信进一步的寻找将会发现一些过渡型化石。确实地,在《物种起源》发表两年后,从爬行类到鸟类的过渡型始祖鸟出土了,以后各种各样的过渡型化石纷纷被发现,最著名的莫过于从猿到人的猿人化石。在现在被称为过渡型的化石已有上千种,但是与已知的几百万种化石相比,仍然显得非常稀少。这有两方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石记录必然非常不完全;另一方面,按照现在流行的“间断平衡”假说,生物在进化时,往往是在很长时间的稳定之后,在短时间内完成向新种的进化,因此过渡形态更加难以形成化石。第二,是地球的年龄问题。既然自然选择学说认为生物进化是一个逐渐改变的过程,它就需要无比漫长的时间。达尔文认为这个过程至少需要几亿、十几亿年。但是当时物理学界的泰斗威廉·汤姆逊(即开尔文勋爵,一个神创论者)用热力学的方法证明地球只有一亿年的历史,而只有最近的最多两千万年地球才冷却到能够让生命生存。对于物理学家的挑战,达尔文无法反击,只能说“我确信有一天世界将被发现比汤姆逊所计算而得的还要古老”。我们今天已知道达尔文是对的,而汤姆逊算错了,现在的地质学界公认地球有四十几亿年的历史,而至少在三十亿年前生命就已诞生。但是在当时,在地球的年龄问题上,人们显然更倾向于相信物理学权威。第三个困难是最致命的:达尔文找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择。当时的生物学界普遍相信所谓“融合遗传”:父方和母方的性状融合在一起遗传给子代。这似乎是很显然的,白人和黑人结婚生的子女的肤色总是介于黑白之间。汤姆逊的学生、苏格兰工程师简金(F. Jenkin) 据此指出:一个优良的变异会很快地被众多劣等的变异融合、稀释掉,而无法象自然选择学说所说的那样在后代保存、扩散开来,就象一个白人到一个非洲黑人部落结婚生子,几代以后他的后代就会完全变成了黑人。达尔文虽然从动植物培养中知道一个优良的性状是可以被保留下来的,但是他没有一套合理的遗传理论来反驳简金。达尔文被迫做出让步,承认用进废退的拉马克主义也是成立的,可以用来补充自然选择学说。事实上,在达尔文逝世(1882年)前后,生物学界普遍接受拉马克主义,而怀疑自然选择学说。如果达尔文知道奥地利遗传学家孟德尔的实验,就不会在遗传问题上陷入绝境了。孟德尔在1865年就已经发现了基因的分离定律和独立分配定律。生物遗传并不融合,而是以基因为单位分离地传递,随机地组合。因此,只要群体足够大,在没有外来因素(比如自然选择)的影响时,一个遗传性状就不会消失(肤色的融合是几对基因作用下的表面现象)。在自然选择的作用下,一个优良的基因能够增加其在群体中的频率,并逐渐扩散到整个群体。很显然,孟德尔主义正是达尔文所需要的遗传理论。可惜,孟德尔的发现被当时的科学界完全忽视了。具有讽刺意味的是,当孟德尔主义在1900年被重新发现时,遗传学家们却认为它宣告了达尔文主义的死亡,在他们看来,随机的基因突变,而不是自然选择,才是生物进化的真正动力。只有一些在野外观察动植物行为的生物统计学家仍然信奉达尔文主义,因为他们所观察到的生物对环境的奇妙适应性,是无法用随机的突变来解释的。四、伟大的综合达尔文主义和孟德尔主义的开始融合,是在孟德尔定律被重新发现之后二十年的事。这一次不是一个科学巨人的孤身奋战,而是群星灿烂了。在这些伟大的科学家中,最重要的是英国人费歇(R. A. Fisher)、荷尔登(J.B.S.Haldne)和美国人莱特(S. Wright)。他们从理论上证明了,达尔文主义和孟德尔主义不仅不互相冲突,而且相辅相成。那些在野外做观察研究的生物统计学家所获得的进化论数据,都可以从遗传学原理推导出来。在孟德尔遗传学的基础上,自然选择可以完满地解释生物的适应性进化,根本不需要拉马克主义(拉马克主义这时候也已被证明是不可能的)。孟德尔遗传学正是达尔文梦寐以求的遗传学!这些理论研究工作,是在1918年开始,而在三十年代初基本完成的。1930年,费歇发表了《自然选择的遗传理论》;1931年,莱特发表了《孟德尔群体中的进化》;1932年,荷尔登发表了《进化的动力》。这三本经典著作,构成了现代进化论的理论基础。但是这些理论研究,涉及到复杂的数学计算,不是一般的生物学家们所能理解的。而且只有理论没有实验,也很难被生物学家们所接受。因此,他们的研究工作,对当时的生物学界并没有产生太大的影响。直到生物学界出现了另一位伟大的科学家,他不仅有耐心去弄懂这些繁琐的数学计算,而且用实验来验证这些计算,他就是俄国出身的美国遗传学家杜布赞斯基(T. Dobzhansky)。杜布赞斯基师从俄国遗传学家契特维里科夫(S. Chetverikov)研究果蝇遗传学,1927年移民到美国(两年后他的老师被苏维埃政府逮捕,实验室被关闭)。他与莱特合作,以果蝇为实验材料证实了莱特的理论工作。1937年,杜布赞斯基发表了《遗传学和物种起源》。在这部继《物种起源》之后最为重要的进化论论著中,杜布赞斯基在理论上和实验上统一了自然选择学说和孟德尔遗传学,对博物学家和实验生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究当中来。接下去的十年,是现代进化论硕果累累的十年。动物学家迈耶(E. Mayr) 把现代进化论应用于分类学研究,并提出了在地理变异和隔绝条件下新种产生的模型。古生物学家辛普森(G. G. Simpson)的研究表明现代进化论能够很好地被用于解释化石记录,而植物学家斯特宾斯(G. L. Stebbins) 则指出植物的进化同样能被现代进化论所解释。到本世纪四十年代,现代进化论已经被成功地应用于生物学的所有领域。1942年,朱利安·赫胥黎(进化论奠基人之一汤姆逊·赫胥黎之孙)发表《进化:现代综合》一书,综合了现代进化论在各个领域的研究成果,现代进化论也因此被称为“现代综合学说”,也即新达尔文主义。标志着这个伟大的综合过程的最终完成的,是1947年在普林斯顿成立了“遗传学、分类学和古生物学的共同问题委员会”。组成这个委员会的三十个学术权威代表着生物学的不同领域,但有着一个共同的观点:达尔文主义和孟德尔主义的综合
“生物进化论”的信息?
生物进化论,简称进化论[1],是生物学最基本的理论之一。进化(Evolution),是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展,物种淘汰和物种产生过程。地球上原来无生命,大约在30多亿年前,在一定的条件下,形成了原始生命,其后,生物不断的进化,直至今天世界上存在着170多万个物种。生物进化论最早是由查尔斯·罗伯特·达尔文提出的,在其名著《物种起源》有详细的论述。进化论有三大经典证据:比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。 [编辑本段]一、达尔文之前 生物进化论,甚至可以说整个生物科学,开始于1859年11月24日。在那一天,在经过二十年小心谨慎的准备之后,达尔文出版了《物种起源》。第一版印了一千二百五十本,在一天之内销售一空。一门崭新的学科从此诞生了! 但是,一门新的学科不会从天而降。在1859年,科学界已经有了大量的进化证据,做好了准备迎接进化论的诞生。这时候的进化证据归纳起来有动植物培养、化石记录、解剖比较、退化器官、胚胎发育和生物地理分布这几类。 动物家养和植物栽培已经有了几千年的历史,人们由此已经知道同一物种往往有着差别极大的形态。这些形态是可以被改变的,通过精心的选择,可以得到新的品种。这种经由达尔文所谓的“人工选择”而获得的品种,其彼此之间的差别,有时比野外物种之间的差别还要大。如果我们在野外见到狼狗和哈巴狗的话,完全可能把它们当成象狼和狐狸那样两个截然不同的物种。动植物培养提供了“生物是可变的”感性而直观的材料。 那时候,科学界早已知道化石乃是生物体的遗迹,而且,许多从前的物种现在已经不存在、灭绝了,也就是说,生物界的组成并不是从古到今一成不变的。许多种类在化石记录中显示了随着地理时间的推移而逐渐发生变化的趋势,有时在两个类群之间还可以发现处于过渡形态的化石。各个主要生物类群在化石记录中并不是同时出现的,而是有先有后,很有顺序,而且这个顺序与从现存生物的比较得到的顺序相符。比如,从形态结构(例如心脏结构)和生理特点(例如呼吸系统)的比较,我们可以推测脊椎动物从“低级”到“高级”的顺序是鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类,而在化石记录中,我们也发现鱼类化石的确先在较早的地层开始出现,其次是两栖类、爬行类,而以哺乳类化石出现得最晚。化石记录所展示的从“低级”到“高级”的顺序,是生物进化的一个有力证据。 早在十六世纪,就有科学家发现人和鸟虽然外表很不相同,骨骼组成和排列却非常相似。到了十九世纪,研究不同生物种类的形态结构的比较解剖学已相当发达,各生物种类在内部结构的同源性也越来越明显。正如达尔文所指出的:用于抓握的人手,用于挖掘的鼹鼠前肢,用于奔跑的马腿,用于游泳的海豚鳍状肢和用于飞翔的蝙蝠的翼手,它们的外形是如此的迥异,功能是如此的不同,但是剔除皮毛、肌肉之后,呈现在我们眼前的骨架却又是如此相似!对此最合理的解释就是它们都是从同一祖先进化而来的,因为适应环境具有了不同的功能和不同的外形,但是骨子里却没能变多少。如果它们是被分别创造出来的,根本没必要让有不同功能和不同外形的器官有着相似的构造,因为这样的构造设计,就其功能和外形而言,有时显得不是那么合理。如果让一个工程师来设计这些前肢,他完全可以去除一些对其它物种必需,对这个物种却是个累赘、退化得只剩一点痕迹的骨头. 而且,比较解剖学使我们认识到许多生物体都有一些退化了的器官,它们是生物进化的令人信服的证据。比如鲸,它的后肢已经消失了,但它的后肢骨并没有消失,我们还可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇类中,我们也可以找到盆骨和股骨的残余。这使我们相信,鲸是由陆地四足动物进化来的,蛇是由蜥蜴进化来的。我们人类,已完全退化了的器官也不少,尾骨、转耳肌、阑尾、瞬膜(第三眼睑)等等都是完全退化、不起作用的器官,它们除了让我们记住我们的祖先曾经象猴一样有尾巴,象兔子一样转动耳朵,象草食动物一样有发达的盲肠,象青蛙一样眨眼睛,还能有别的什么合理解释吗? 早在十八世纪,动物学家就已经发现,在动物胚胎发育的过程中,会经过一系列与较低等的动物很相似的时期。比如说人,在胚胎发育的早期出现了鳃裂,不仅外形象鱼,而且内脏也象鱼:有动脉弓,心脏只有两腔等等。对这个现象的唯一合理的解释,就是人是由鱼进化来的,祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。事实上,爬行类、鸟类和哺乳类在胚胎发育的早期都跟鱼类相似,而且有些时期几乎不可能区别开来,这是所有的脊椎动物都有共同祖先的一个证据。 自从十六世纪以来,随着西方航海业的发达,特别是美洲和澳洲的发现,博物学家们见识到无数新奇的物种。许多的物种,甚至整个属、科、目,只在某个地理区域被发现。当博物学家在澳洲和南美见到袋鼠、袋狼、袋熊、袋鼬、袋貂、袋獾等等闻所未闻的动物,就不免奇怪为什么上帝只在这里创造出有袋类哺乳动物。这并非那里的环境是为有袋类而设的,因为当移民们给这些地方带去高等哺乳动物后,许多有袋类因为竞争不过高等哺乳类而数量锐减甚至灭绝了。显然更合理的解释是,由于这些地区与别的大陆隔绝,而有了独特的进化途径。即使是一个群岛,也往往有在别的地方找不到的特有物种。做为神学院的毕业生的达尔文最初对神创论产生了怀疑,就是因为在加拉帕格斯群岛见到了那些岛与岛之间都不同种的巨龟,见到了在别的地方都找不到的多达十三种的“达尔文雀”,而不由得发生疑问:为什么上帝要在这个小小的角落炫耀他的创造才能,专门为这里创造出如此多的“只此一家,别无分店”的特有物种?合理的解释是,这些物种的祖先都是从别的地方来的,几万年几十万年后发生了变化,从而产生了形形色色的特有物种。 总之,在达尔文之前,生物进化已是铁证如山了,一些敢于冲破宗教信仰的束缚的科学家也开始正视这个事实。早在十八世纪中叶,法国博物学家布封就已认为生物物种是可变的,并大胆地推测所有的动物都来自同一种祖先。他并且认为地球的年龄要比《圣经》所记载的几千年要古老得多,并把生物物种的变化和地球环境的变化联系起来。但是在社会的压力下,布封被迫宣布放弃这些离经叛道的观点,因此未能产生什么影响。 比布封稍后的另一位法国博物学家拉马克则要固执得多,影响也要大得多。他是第一个系统地研究生物进化的人。他对生物进化的理解,跟现在并不相同。在他看来,生物界是一个从最简单、最原始的微生物按次序上升到最复杂、最高等的人类的阶梯,而所谓生物进化,就是从非生物自然产生微生物,微生物进化成低等生物,低等生物进化成高等生物,直到进化成人的过程。他认为,这个进化过程是不断在重复,至今仍在进行着的。也就是说,在今天,聪明的猩猩仍在尽力进化成人。拉马克也是试图解释进化现象的第一人,他给出了第一个进化的理论。 这个理论主要有两点: 第一,生物体本身有着越变越复杂、向更高级形态进化的内在欲望; 第二,生活环境能够改变生物体的形态结构,而后天获得的性状能够遗传,简言之,“用进废退”。在著名的长颈鹿例子中,拉马克是这么解释长颈鹿的长颈由来的:长颈鹿的祖先经常伸长了脖子去吃树高处的叶子,脖子受到了锻炼,变长了,而这一点可以遗传,因此其后代就要比父母的脖子长一些,一代又一代,脖子就越来越长。 拉马克的这套理论,并不能说服当时的科学家接受进化论。这固然有宗教的原因,但也有科学上的怀疑。比如,拉马克的进化论认为非生物能自然产生微生物,但是当时虽然巴斯德还未做否定自然发生论的著名实验,科学界却已普遍认为有足够的证据表明自然发生论是不正确的。因此拉马克虽然影响很大,却是往往被当做反面教材来嘲笑和批驳。生物学界迫切需要有一个象牛顿一样的科学巨人,能够无可置疑地证明生物进化的事实,并且给出合理的解释。这个巨人,就是达尔文。
生物进化论是否揭示了生物的起源与进化?举例分析!
进化是不科学的,因为它既不能验证,也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到,也永远不可能重现。这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的 DNA比较。如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如 Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和 DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对于历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味着在人类最早的祖先(距今大约 500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约 10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约 6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。 创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那么我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那么纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。 应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家 Karl Popper在 20世纪 30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。 科学家越来越怀疑进化的真实性。但没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。 与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪 90年代中期,美国华盛顿大学的 George W. Gilchrist 调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关于「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关于创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的 Barbara Forrest和凯斯西部保留地大学的 Lawrence M. Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。 创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。 连进化生物学家彼此间都存在各种分歧,这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。 进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如,物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系,尼安德特人是否是不同于现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论,进化论自然也不例外。但是,生物学界仍然一致接受进化论,把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。 遗憾的是,虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。 任何一位熟悉哈佛大学古生物学家 Stephen Jay Gould著作的人都知道,Gould除了是「间断平衡模型」(punctuated equilibrium model)的创立人之一外,还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为,大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的,这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过,地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而,创世说者却总是不遗余力地从 Gould丰富的著作中断章取义,使人们以为 Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解,仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出,或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。 如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时,一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚么意思。可以肯定,所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。 如果人类从猴子演变而来的,那么为何现在还有猴子? 这种论据司空见惯,反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的;它只是说人和猴子的祖先相同。 此论据所犯的更深层次错误与下面这种问法如出一辙:「如果小孩是成年人生的,那为什么还有成年人?」新物种是通过从现有物种中分化出来而实现进化的;当某些生物种群与其家族的主要分支隔离开来,并得到充分的变异而使其永远成为一个与原来物种明显不同的新物种时,这种分化就产生了。作为母体的物种此后可能无限期地生存下去,当然也可能走向灭绝。 进化论无法解释生命最初是如何在地球上出现的。生命的起源在很大程度上仍是一个不解之谜,但是生物化学家已经弄清楚原始核酸、氨基酸及构成生命的其他各种基本元素是如何形成并实现自我复制的,从而奠定了细胞生化过程的基础。天体化学分析表明,这类化合物最初可能大量地在太空中形成,然后随彗星来到地球上。这一理论或许可以解释,在地球年轻时的各种条件下,这些生命组成要素是如何出现的。创世说者有时抓住科学家当前暂时无法解释生命的起源这一点大作文章,试图以此全盘否定进化。其实,即使地球上的生命真的通过进化以外的途径诞生的(如外星人在数十亿年前将首批细胞带到了地球上),不计其数的微观进化与宏观进化研究有力地证明了生命的进化是一个确凿的事实。 数学的分析表明,像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的,更不用说活细胞乃至人类。机遇在进化中起着一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性),但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反,自由选择(应为人知的主要进化机制)通过保留「有益的」(适应性)特征并淘汰「无益的」(非适应性)特征而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定,自然选择就可以推动进化朝着一个方向前进,在出人意料的短期内产生出复杂的结构。 我们用这样的类比打个比方,将「TOBEORNOTTOBE」这13个字母组成的序列拿来考虑。假定有100万只猴子在键盘上胡敲乱按,每只猴子每秒钟打出一个像上述序列那样长的字母序,那么它们需要敲击7.88万年才可能从 2613 种长度一样的序列中敲出上面那个字母序列。然而,到了80年代,美国格伦代尔学院的Richard Hardison编写了一个能随机生成短语的计算机程序,此程序的特点是,如果单个字母恰好位于在短语的既定位置上,那么该字母就在这一位置上保持下去(实际上也就是选择更接近于哈姆雷特所说的那句话的短语)。该程序平均只需重复336次,就能再次产生那句短语,所花时间不到90秒。更令人称奇的是,该程序甚至可在4天半的时间里就将莎士比亚的整部剧作重组一遍。 热力学第二定律认为,随着时间的推移,系统必定朝着越来越无序的方向发展。因此,活细胞不可能从无生命的化学物质中进化出来,而多细胞生物也不可能从原生动物进化而来。 这种说法错在误解了热力学的第二定律。如果这种说法站得住脚的话,那么矿物晶体和雪花应该也属于不可能成形的物质,因为它们同样是从无序的组分中形成的复杂结构。 热力学第二定律实际上是说,一个封闭系统(即不与外界发生能量和物质交换的系统)的总熵不会随着时间的推移递减。熵是一个物理学概念,常常被说成是「无序」。然而这个术语与惯用的词还是有很大的差别。 更重要的是,热力学第二定律允许一个系统的某部分的熵减少,只要该系统其他部分的熵有相应的增加。因此,我们的地球作为一个整体可能会变得愈加复杂,因为太阳不断把热和光散射到地球上,而太阳内部热核反应所导致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。简单的有机体可以通过耗用其他的生命形式以及非生命物质而朝着越来越复杂的方向发展。 突变对于进化理论来说必不可少。但是突变只能消除特性,而不能产生新的特性。恰恰相反,生物学资料已经证明,许多特性是通过点突变(point mutation)产生的(所谓点突变就是在一种有机体的 DNA中确切的位置上出现的变化)。细菌对抗生素的耐受性便是一个很好的例子。动物体内调节发育的同源盒结构基因(homeobox)的突变也可以产生复杂的效应。Hox基因决定腿、翼、触角以及躯体的各部分应该在何处长出来。例如,果蝇的触角足突变(Antennapedia)使在本该长触角的地方长出了腿。这些异常的肢体不起甚么作用,但是它们的存在证明了遗传基因出现了错误,可以产生复杂的结构,而自然选择可以借此对这些结构进行试验,看其是否有用。 此外,分子生物学研究已经发现了一些比点突变更高级的遗传变化机制,这些机制扩大了物种新特性出现的途径。基因内的功能分子可以通过各种新颖的方式拼接在一起。整个的基因也可能意外地在一种有机物的 DNA内被复制,而复制的基因则可以突变成新的具有复杂特性的基因。对多种有机物的 DNA所作的比较表明,血液中的珠蛋白就是以这种方式在数百万年中进化的。 自然选择或许能解释微观进化,但它无法解释新物种的起源和生命的高级运转规则。 进化生物学家对于自然选择如何产生新物种已经作过广泛的论述。例如,哈佛大学的 Ernst Mayr建立了一个名为「不重叠分布区」(allopatry)的模型。该模型认为,如果通过地理边界把某一群体的有机物同其余群体隔绝开来,那么它就可能面临不同的选择压力。被隔绝的群体内将逐渐积累起变异的因素。等到这些变异因素积累到相当显著的地步,以致这个分化出来的群体不可能(或者通常情况下不会)同原始的种群交配而繁殖后代时,该群体就会独立地进行繁殖,并沿着这条道路发展下去直至最终变成一个新物种。 自然选择是研究得最为详尽的一种进化机制,但是生物学家也同时考虑了其他各种可能的进化机制。生物学家一直在评估引起物种形成或产生有机物复杂特性的若干不寻常遗传机制的潜力。美国阿默斯特马萨诸塞大学的 Lynn Margulis及其他研究人员令人信服地证明了某些细胞器(如产生能源的线粒体)是通过古代有机体的共生融合而进化来的。因此,关于进化可能是由自然选择以外的其他力量所引起的研究,科学界表示欢迎。但是这些力量必须源于自然界,而不能归功于神秘莫测的创世天使的神力作用,因为这类作用的存在根据没有得到科学的证明。 没有任何人看到过新物种的进化过程。物种形成可能是相当罕见的,在某些情况下可能要花费若干世纪的时间。此外,识别一个处于形成阶段的新物种可能比较困难,因为生物学家对于如何界定新物种的概念有时持不同看法。目前应用最广泛的定义是 Mayr 提出的「生物物种概念」(Biological Special Concept)。该定律认为,某一物种是由若干独立繁殖的群体构成的一个确定种群,也就是通常不会或不能在其种群以外进行繁殖的若干种有机体。实际上,这一定义可能很难用于因相距遥远或地域不同而彼此隔离的有机体,也很难用于植物(更不用说无法繁殖的化石)。因此生物学家通常将有机物的实体和行为特性作为其物种归属的线索。 但是,科学文献中的确存在有关植物、昆虫及蠕虫的物种形成报告。在多数这类试验中,研究人员把有机体置于各种各样的选择条件下(以解剖差异、交配行为、栖居地喜好以及其他物种特性为选择对象),并发现由此而生成了一些不与外界异族物种进行繁殖的有机体种群。例如,新墨西哥大学的 William R. Rice和加利福尼亚大学戴维斯分校的 George W. Salt证明,如果他们根据果蝇对某种环境的喜好特性来选择一组果蝇,并将其单独隔离开来繁殖 35代以上,最终所得的结果是,被隔离的果蝇将拒绝与来自环境完全不同的果蝇交配。 进化论者拿不出任何化石证据证明有过渡动物(如半是爬虫半是鸟的动物)出现过。其实,古生物学家早就知晓有关中间化石(即外形介于各种不同的分类群体之间物种的化石)的许多详尽实例。最有名的化石之一是始祖鸟化石(Archaeopteryx),它既具有鸟类特有的羽毛特征,又具有类似恐龙的骨骼结构特征。研究人员还发现了大量其他有羽毛的动物化石,它们与鸟化石相似的程度,参差不齐。一系列届的化石完整地描述了现代马从小型始祖马(Eohippus)开始的进化过程。鲸的祖先是在陆地上爬行的四肢动物,而在它们之间的过渡动物则是名为 Ambulocetus和 Rodhocetus的两种两栖动物[参看本刊 2002年第 8期 Kata Wong所著的「征服海洋的哺乳动物」一文]。海洋贝壳的化石重现了各种软体动物在千百万年间的进化历程。大约二十多种人科动物(它们并非都是人类的祖先)填补了南方古猿露西(Lucy the australopithecine)和现代人之间的空白。但创世说者却对这些化石研究成果视而不见。他们声称,始祖鸟并不是爬行动物和鸟类之间的过渡物种,只不过是一种已经灭绝的鸟类,具有某些爬行动物的特征罢了。创世说者希望进化论者拿出一种匪夷所思、异想天开的怪物,它不能归入到已知的任何一类种群中。即使创世说者承认某一化石是两类物种之间的过渡生物,他们可能还坚持非要看到该化石与后两类物种之间的其他中间化石不可。这类令人恼火的要求可以一个接一个无休止地提出来,而化石记录始终是不完整的,根本不可能满足这样的无理要求。不过,进化说者可以从分子生物学获得进一步的有力证据。所有有机体都拥有绝大部分的相同基因,但进化论者预见,这些基因的结构及其产物将根据各物种之间的进化关系而分异。遗传学家所说的「分子时钟」将记录这一时间进程。这些分子数据也显示了各种不同的有机体在进化过程中的过渡关系。 生物在解剖层次、细胞层次和分子层次上均有令人惊异的复杂结构特征;其复杂性哪怕是只差一点点,它们也将无法正常发挥其功能,对此唯一可能的结论就是,生物是神力设计而非进化的产物。 这种所谓的「设计论据」构成了最近抨击进化论的核心说法,而且也是创世说者最早使用的论据之一。1802年,神学家 William Paley撰文说,如果某人在地里捡到一块表,那么最合乎情理的推论应该是这块表是有人掉在地里的,而不是靠自然力量形成的。Paley声称,由此推知,生物的复杂结构必定也是直接的神力所为。达尔文写了《物种起源》一书来反驳 Paley。该书阐述了作用于遗传特征的自然选择力量如何逐步地完善复杂的有机体结构的进化过程。一化又一代的创世说者以眼睛是一种可能靠进化而形成的结构来试图驳倒达尔文的观点。他们认为,眼睛之所以能产生视觉,全凭其各组成部分之间天衣无缝的组合。因此自然选择不可能倾向于眼睛进化过程中所需要的过渡结构(试问半只眼睛有甚么用呢?)。达尔文似乎对创世说者的这种诘难有先见之明,他指出,即使是「不完整」的眼睛也可能有它的好处(如帮助动物转向有光的方向),因此可以被遗传下来以待进化过程对其作出进一步的改良。生物学证实了达尔文的分析:研究人员在整个动物王国中都可鉴定出原始的眼睛和感光器官,甚至还通过比较遗传学研究勾画出了眼的进化史。(现在看来,在不同的有机体家族中,眼睛是独立进化的。) 如今鼓吹神力设计的人比其老前辈更加老练,但其论据和目标仍是万变不离其宗。为了驳倒进化论,他们企图证明进化论不可能解释我们所知道的生命,进而坚持认为,唯一站得住脚的替代理论就是,生命是靠一种高深莫测的神力创造出来的。 新近的发现证明,即使在微观层次上,生命也具有某种不可能通过进化产生的复杂性。 「不可简化的复杂性」是《达尔文的黑盒子:进化论面临的生化挑战》一书的作者,列哈依大学的 Michael J. Behe提出的口号。Behe以捕鼠夹作为「不可简化的复杂性」的一个通俗例子。捕鼠夹这种器具的特点是,只要有任何零件丢失,它便不起任何作用,而且它的各个零件只有作为一个整体的组成部分才有价值。Behe宣称,如果说捕鼠夹如此,那么细菌的鞭毛就更是如此(鞭毛是一种起推进作用的鞭状细胞器,其功能犹如船舶的舷外发动机)。构成鞭毛的蛋白质如鬼斧神工般巧妙地排列成发动机的部件、方向舵以及工程师可能要求采用的其他种种结构。Behe声称,这样复杂巧妙的布局通过进化上的改良而设计出来的可能性实际上等于零,因此证明了它只能是神力表演的绝技。他对于凝血机制以及其他分子系统也表述了类似的观点。然而进化生物学家已经反驳了这类看法。首先,有些鞭毛的构形比 Behe所提到的鞭毛简单,因此一种鞭毛并不一定需要上述所有组成部分均齐备才能发挥作用。Behe所提到的鞭毛其较高级的组成部分全都可以在自然界的其他地方找到先例,布朗大学的 Kenneth R. Miller及其他研究人员对此已有论述。实际上,整个鞭毛系统与一种名为 Yersinia pestis的细胞器极其相似(鼠疫细菌利用这种细胞器将毒素注射进细胞中)。关键在于,尽管 Behe声称鞭毛的各组成系统除了用于推进作用以外没有其他任何价值,但实际上这些系统可能具有多种功能,从而有利于鞭毛的进化。因此鞭毛的最终进化过程可能仅仅是通过某种新颖的方式把原先为其他用途进化出来的复杂组成部分重新组合起来。加利福尼亚大学圣迭戈分校的 Russell F. Doolittle所做的研究表明,凝血系统看来是通过改良并完善了最初用于消化的蛋白质而进化的,这与鞭毛的进化有异曲同工之妙。所以,Behe用来作为神力设计证据的「不可简化的复杂性」并非真的不可简化。 另一类复杂性—所谓「特定复杂性」(specified complexity)—是贝乐大学的 William A. Dembski在其著作《设计推理》和《没有免费的午餐》中提出的神力设计论据的核心。他的论据实质上是说,生物的复杂性是任何盲目的、随机的过程永远无法产生的。Dembski声称,唯一合乎逻辑的结论是某位超人的神灵创造了生命并左右其发展,这一说法与 Paley 200年前的论断如出一辙。Dembski的论据有若干漏洞。他暗示对生物进化的解释只是随机产生或神灵设计,这是不正确的。在圣菲研究所和其他地方研究非线性系统与元胞自动机(cellularautomata)的研究人员已经证明,简单的无向过程能够产生极其复杂的模式。因此,有机体中所呈现的某些复杂性从一定程度上讲,可能是通过我们几乎还不了解的自然现象产生的。然而这完全不等于说生物的复杂性不可能自然地产生。
生物进化论的提出,有什么历史意义?
达尔文的进化论的提出,是人类文明的发展跨出了一个新的里程碑.对宗教神权的统治者进行了挑战,是无神论与有神论的斗争.在世界各地都有神权的影子,他们的神权思想统治人类很久了.所以这是真理挑战,最终在人类历史上确认了人类的起源,并非神的制造.第一,达尔文进化论促进了欧洲的思想解放,在人类思想史上产生了广泛的影响.进化论的发表沉重地打击了神权统治的根基,从根本上推翻了“神创论”和物种不变论.进而启发人们从宗教迷信的束缚中解放出来.第二,达尔文的进化论不仅大大推动了生物科学的发展,而且也有利于其它学科领域的发展.
生物进化论的创始人是谁?
王老师给您解释下这个问题:进化论的创始人是达尔文,目前的现代生物进化论实在达尔文进化论基础上提出来的。另外,有关进化论的理论多了去啦,达尔文理论只是多种理论种一个,而已,但是为什么你要认为进化论是达尔文提出的呢?为什么他提出的就是对的呢?因为马克思说达尔文这个理论是和能量守恒、细胞学说并称世纪三大发展,想一想马克思和我国的关系,你就知道为什么有关进化论的理论你只听说过一个达尔文了。